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浅议如何在初中化学教学中渗透元素观

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  摘 要:元素观是初中化学教学中的关键观念,是学生认识化学物质和化学规律的基础。本文结合笔者的教学经验,从元素符号、物质分类、物质性质和化学反应四个角度探究培养学生元素观的策略。
  关键词:初中化学;渗透;学科素养;元素观
  【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2019)03C-0082-02
  化学是初中课程体系的重要组成部分,在培养学生科学素养,增强创新能力,提升化学实践能力等方面发挥着重要的作用。元素观是人们从元素角度出发认识事物时形成的一种化学观念,即人们认识到物质都是由元素组成;元素周期表中原子序数等于该元素原子核内的质子数;元素的化合价与元素原子的最外层电子有关;物质可以用元素符号表示;物质变化的本质是元素原子的重新组合等。元素观是初中化学知识体系的核心组成部分,学生只有拥有了元素观,才能提升化学学习能力。所以,初中化学教师需要重视培养学生的元素观,通过借助有效的策略帮助学生构建元素观,从而提升化学综合能力。
  一、借助元素符号,渗透元素观
  元素符号是最基础的化学符号语言,在初中化学教学中占据重要位置。同时,元素符号对微观原子、宏观物质具有双重指代作用,是连接微观与宏观的桥梁。教师应当重视对元素符号的教学,借助元素符号,引导学生认识元素符号的产生和发展历程,促使学生从元素符号中形成关于元素的思维方式,从而帮助学生初步形成科学的元素观。
  例如,在《性质活泼的氧气》一课教学中,教师可借助元素符号培养学生元素观。首先,从宏观角度认识化学元素。教师借助化学实验,引导学生认识氧气这个物质,并从常见的光合作用、人类呼吸、废水处理等角度出发,让学生认识“O”是人类生活中不可或缺的元素。其次,从微观角度认识化学元素。教师引导学生从微观角度认识“O”,即氧原子非常活泼,自然界中不存在氧原子,氧原子的核内有8个带正电的质子,核外有两个电子层,L层有6个电子,K层有2个电子。最后,从元素符号认识化学知识。教师引导学生认识氧气的元素符号,让学生逐步理解元素符号是一种通用的化学表达形式,促使学生掌握元素符号中包含的宏观、微观、量的关系等信息,指导学生逐步形成从元素符号角度认识物质结构的观念。
  在上述案例中,教师通过运用几种常见的物质,引导学生从宏观物质→微观原子→元素符号三个方面入手,认识物质的构成及其化学元素符号的意义,理解元素符号中蕴含的化学规律,从而帮助学生培养元素观。
  二、借助物质分类,渗透元素观
  元素是对物质进行分类的基础,单一元素可以组成物质,多种元素可以形成不同物质,相同的元素也能组成不同化合物。物质是千变万化的,但是所有物质是化学元素的组合,在化学反应中元素是不变的。所以,教师可借助物质分类,引导学生理解元素与物质分类的关系,使学生形成基于元素研究物质性质的化学观念,从而不断培养学生元素观。
  例如,在《自然界中的水》教学中,教师可借助物质分类,渗透元素观。首先,认识物质分类观念。教师可借助自然界中的水,比如河流水、湖泊水等,引导学生开展净化水资源的实验探究活动,通过了解沉淀、吸附、过滤、化学消毒等净水方法,初步形成从混合物、纯净物角度分类物质的观念。其次,从元素角度认识物质构成特点。教师通过水电解反应,引导学生认识水是由氧元素、氢元素组成的,形成化学反应中元素不变的观念。最后,从化学反应角度认识元素。教师通过水电解反应物、生成物的元素特点,引导学生认识纯净物根据元素不同可以分为单质、化合物,从水元素特点出发理解氧化物知识,形成对物质分类的深度认识。
  在上述案例中,教师从物质分类角度出发,引导学生从物质分类→元素构成物质→化学反应前后物质分类三个方面入手,理解物质分类中包含的元素观,促使学生形成科学的化学观念。
  三、借助物质性质,渗透元素观
  物质的性质受元素影响,特别是对单质和一些简单化合物而言,元素组成对物质性质起到了决定性作用。当然,物质的性质,也受物质结构影响。物质的元素相同,但是物质性质未必相同。这些元素相同的不同物质,是研究各类物质性质的模型。教师可借助物质性质,引导学生认识元素与物质性质的相互关系,促使学生在大脑中形成物质性质模型,从而帮助学生培养元素观。
  例如,在《奇妙的二氧化碳》一课教学中,教师可借助物质性质培养学生的元素观。首先,展示常见的碳元素。教师可借助金刚石、石墨、碳等生活现象引导学生认识碳元素,从而激发学习兴趣,调动学生探究欲望。其次,提出问题。教师借助生活现象提出探究性问题:石墨和木炭,看起来是两种物质,但是这两种物质都是由碳元素组成,且这两种物质与氧气发生燃烧反应的产物都是CO2和CO。CO2就是二氧化碳,二氧化碳可以灭火,CO却可以燃烧,让学生思考元素与物质性质之间存在什么关系。最后,解决问题。教师引导学生认识碳元素、氧元素是组成CO2和CO的基础,但是这两种物质的结构不同,导致这两种物质存在不同性质,从而帮助学生理解化学知识的魅力。
  在上述案例中,教师从物质的性质角度出发,引导学生从生活物质→问题探究→物质性质和化学元素关系三个方面入手,形成与物质性质有关的化学观念,这对于培养学生元素观来说大有裨益。
  四、借助化学反应,渗透元素观
  化学反应,是体现元素观最基本的化学模型,即通过化学反应实现化学元素重新组合。当然,无论化学反应的过程多么繁杂,其中包含的化学元素是始终不变的。所以,如果学生能发现变化规律,就能形成对化学反应的深层次理解。初中化学教师可借助化学反应,引导学生认识化学反应中所蕴含的元素重新组合,从而帮助学生构建科学的化学元素观念。
  例如,在《氧气的制取》一课教学中,教师可这样培养学生的元素观。首先,提出问题。氧气制取实验的反应物是什么?你认为选择这种反应物的依据是什么?然后,教师为学生提供一些化学反应物,如KClO3、KMnO4、H2O2等。其次,问题探究。在这个过程中,学生是探究的主体,教师不能过多指导。学生经过讨论,基本上能得出可以制取氧气的反应物必须包含氧元素,从而形成了初步的元素观。最后,实验探究。教师为学生提供各种实验材料,并在保证学生安全的前提下,引导学生认识各类化学反应物制取氧气过程中包含的化学反应原理。比如,学生在实验过程中,可以认识到KMnO4在加热条件下可以生成氧气;H2O2在常温条件下就可以生成氧气,相比KMnO4制取氧氣,H2O2制取氧气显然价格更低廉等等。教师再为学生揭示各种化学反应的元素变化规律,让学生从微观角度认识KMnO4在加热反应下会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,组成KMnO4的化学元素在化学反应下重新组合生成新物质。这不但培养了学生元素观,也培养了学生化学学科素养。
  在上述案例中,教师从化学反应角度出发,引导学生从提出问题→合作讨论→实验探究→揭示原理四个方面入手,认识了化学反应中包含的元素知识,促使学生在潜移默化中培养正确的元素观。
  总之,元素观是初中化学教学的核心部分,学生只有形成元素观,才能理解化学知识。所以,根据初中化学教学任务和目标,初中化学教师必须结合元素观引导学生掌握化学知识,使渗透元素观成为初中化学课堂教学的主流趋势,从而提升课堂教学效率,不断增强学生化学素养,为学生今后发展奠定基础。
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